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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2018.tde-05112018-102420
Document
Author
Full name
Vitor Tonzar Chaves
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Contrera, Ronan Cleber (President)
Reali, Marco Antonio Penalva
Silva, Gustavo Henrique Ribeiro da
Title in Portuguese
Sistema de saneamento ecológico com reutilização de lodo férrico para remoção de fósforo e um outro paradigma para o saneamento.
Keywords in Portuguese
Adsorção
Lodo
Saneamento
Tecnologia (Aspectos sociais)
Tratamento biológico de águas residuárias
Tratamento de esgotos sanitários
Abstract in Portuguese
No que tange o saneamento, cresce a opinião entre a comunidade técnico-científica de que é necessário que a água seja gerida levando em conta a complexidade de seu ciclo hidrológico e que o esgoto e os resíduos sejam vistos como fontes de recursos. É nesses preceitos que se baseia o saneamento ecológico. Neste trabalho é avaliado o desempenho de uma tecnologia de saneamento ecológico, operada tratando esgoto doméstico real e projetada para atender à demanda de uma família de três pessoas e promover a reciclagem de nutrientes. O sistema é composto por 3 reservatórios que atuam como um reator anaeróbio, um decantador e um alagado construído de fluxo vertical ascendente. O sistema apresentou remoção global de DQO de 88,6% ± 6,3% com concentração final de 80 ± 35 mg O2.L-1 e as remoções de nutrientes foram insignificantes. Como o fósforo é o nutriente mais difícil de ser tratado biologicamente, e, como o lodo de Estações de Tratamento de Água (ETA) é um tipo de resíduo sólido que carece de manejo e tratamento adequado, propõe-se também uma tecnologia inovadora para as situações em que é necessário remover grandes cargas de fósforo. Essa tecnologia consiste no reaproveitamento do lodo de ETA como adsorvente, utilizando-o como meio de preenchimento de alagados construídos. Primeiramente, foram feitos ensaios em mesa giratória com solução padrão e foram obtidas as isotermas de Freundlich e Langmuir para 4 diferentes valores de pHs. A adsorção foi favorecida em pHs ácidos e a capacidade máxima de adsorção variou entre 1,44 mg P.g-1 a 4,76 mg P.g-1. Posteriormente, foi avaliado o desempenho desse lodo tratando esgoto real. Para isso, adicionou-se um estágio complementar de tratamento no sistema apresentado anteriormente. A aplicação do lodo como meio de preenchimento do alagado construído apresentou bom desempenho e levou à conclusão que o tempo de vida útil do sistema seria entre 1,6 e 9,7 anos. Por fim, busca-se trazer contribuições que transcedam a esfera da técnica; por essa razão é apresentada uma reflexão analítica conceitual com o intuito de analisar o processo sócio histórico de formação do paradigma tradicional do saneamento, baseado no referencial teórico das ciências sociais da tecnologia (DOSI, 1982; FEENBERG, 1992, 1999, 2003). A partir disso intenta-se vislumbrar uma alternativa de futuro e avaliar as potencialidades e limitações do saneamento ecológico para construção de outro paradigma sanitário.
Title in English
Ecological sanitation, ferric sludge application for phosphorus removal and another paradigm for sanitation.
Keywords in English
Ecological sanitation
Ferric sludge
Nutrients recycling
Paradigm
Phosphorus removal
Wetlands
Abstract in English
Regarding sanitation, there is a growing consensus among the technical-scientific community that water must be managed considering the complexity of its hydrological cycle and that sewage and waste should be considered as sources of resources. It is in these precepts that ecological sanitation is based. In this work the performance of an ecological sanitation technology, operated by treating domestic sewage and designed to meet the demand of a family of three people and promote the recycling of nutrients, is evaluated. The system consists of 3 stages that act as an anaerobic reactor, a decanter and an upflow constructed wetland. The system had a total COD removal of 88.6 ± 6.3% with a final concentration of 80 ± 35 mg O2.L-1 and nutrient removals were insignificant. As phosphorus is the most difficult nutrient to be treated biologically, and since water treatment plant (WTP) sludge is a type of solid waste that still lacks proper management and treatment in Brazil, it is also proposed an innovative technology for situations where it is necessary to remove large loads of phosphorus. This technology consists in the reuse of the WTP sludge as an adsorbent, using it as a constructed wetland filling material. First, rotary table tests with stock solution were taken and the Freundlich and Langmuir isotherms were obtained for 4 different pH values. Adsorption was favored at acidic pHs and the maximum adsorption capacity ranged from 1.44 mg P.g-1 to 4.76 mg P.g-1. Subsequently, the performance of this sludge treating sewage was evaluated. To this end, a further stage of treatment was added in the system shown above. The application of the sludge a constructed wetland filling material presented good performance and led to the conclusion that the useful life of the system would be between 1.6 and 9.7 years. Finally, we seek to bring contributions that transcend the technical sphere; for this reason, a conceptual analytical reflection is presented with the purpose of analyzing the socio-historical process of formation of the traditional sanitation paradigm, based on the theoretical reference of the social sciences of technology (DOSSIER, 1982; FEENBERG, 1992, 1999, 2003). From this it is tried to glimpse an alternative of future and to evaluate the potentialities and limitations of the ecological sanitation to the construction of another sanitary paradigm.
 
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Publishing Date
2018-11-07
 
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